(57)【要約】【課題】紫外光を含む波長域において高解像な画像を取得可能な表面検査装置を提供する。【解決手段】表面検査装置の撮像部３５が、ステージに支持されたウェハを撮像するための可視光用撮像素子３８と、ステージに支持されたウェハの表面からの紫外光を受光し、紫外光によるウェハの像を中間像として結像させる対物レンズ３６と、対物レンズ３６により結像した中間像を可視光による中間像に変換する蛍光板４３と、可視光による中間像を可視光用撮像素子３８の撮像面上に結像させる結像レンズ４４とを備えて構成される。【選択図】図１
2010190776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
撮像対象物からの紫外光が入射し、前記入射した前記紫外光による前記撮像対象物の像を中間像として結像させる対物レンズと、
前記対物レンズにより結像した前記中間像を可視光による中間像に変換する変換部材と、
前記可視光による中間像を前記撮像素子の撮像面上に結像させる結像レンズとを備えて構成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像対象物からの可視光を直接受光するときに、前記変換部材および少なくとも前記結像レンズの一部を光路上から抜去して、前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させる切替機構を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記切替機構は、
前記対物レンズが撮像対象物からの可視光を直接受光したときに前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させるリレーレンズと、
前記変換部材および前記結像レンズ、もしくは前記リレーレンズのいずれかを選んで、前記対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入する切替部材とを有し、
前記切替部材は、前記撮像素子で前記撮像対象物からの紫外光に基づく像を撮像する場合に前記変換部材および前記結像レンズを前記対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入し、前記撮像素子で前記撮像対象物からの可視光に基づく像を撮像する場合に前記リレーレンズを前記対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記対物レンズは、撮像対象物からの紫外光が入射する第１対物レンズと、前記第１対物レンズと協働して前記第１対物レンズに入射した前記紫外光による前記撮像対象物の像を中間像として結像させる第２対物レンズとからなり、
前記切替機構は、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿抜する切替部材を有し、
前記切替部材は、前記撮像素子で前記撮像対象物からの紫外光に基づく像を撮像する場合に、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入し、前記撮像素子で前記撮像対象物からの可視光に基づく像を撮像する場合に、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上から抜去するように構成され、
前記第１対物レンズは、前記切替部材により、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズが前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上から抜去された状態で、撮像対象物からの可視光を受光したときに前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記切替機構は、
撮像対象物からの可視光が入射し、前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させる可視光用対物レンズと、
前記対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズ、もしくは前記可視光用対物レンズのいずれかを選んで、撮像対象物と前記撮像素子との間の光路上に挿入する切替部材とを有し、
前記切替部材は、前記撮像素子で前記撮像対象物からの紫外光に基づく像を撮像する場合に前記対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記撮像対象物と前記撮像素子との間の光路上に挿入し、前記撮像素子で前記撮像対象物からの可視光に基づく像を撮像する場合に前記可視光用対物レンズを前記撮像対象物と前記撮像素子との間の光路上に挿入するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子がマイクロレンズアレイを有して構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記変換部材は、紫外光が照射されると可視光を発生させる蛍光物質を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記変換部材および前記結像レンズを保持する鏡筒部材を備え、
前記鏡筒部材の内側に、光を吸収する光吸収体が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
基板を支持するステージと、前記ステージに支持された前記基板の表面に照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記基板の表面からの反射光もしくは回折光を受光する受光部と、前記受光部により受光された前記反射光もしくは回折光による像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記像に基づいて前記基板の表面を検査する検査部とを備えた表面検査装置において、
前記撮像部は、請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置から構成されることを特徴とする表面検査装置。
【請求項１０】
前記照明部は、前記照明光の波長を少なくとも紫外光および可視光の波長域に選択可能な波長選択部を有して構成されることを特徴とする請求項９に記載の表面検査装置。
【請求項１１】
前記照明部は、光源からの光を前記基板の表面に向けて反射させる凹面鏡を有した物体側テレセントリック系であることを特徴とする請求項９または１０に記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハの表面に照明光を照射して当該シリコンウェハの表面に形成された繰返しパターンからの回折光を撮像し、撮像面内における輝度変化からパターンの良否判断を行う表面検査装置が知られている。このような表面検査装置では、レジスト現像後のシリコンウェハの表面を一括撮像することにより、高いスループットでレジスト現像検査が可能であることを特長としている。繰り返しパターンのピッチが微細化するのに伴って、回折光を発生させるための照明光の波長がＤＵＶ（深紫外線）の領域まで及んでいる。一方、パターンのピッチが比較的大きいレジストパターンの検査に対応するため、可視光による検査も可能となっている。そのため、受光部のカメラには可視光からＤＵＶ光まで対応できることが求められる。
【０００３】
ところで、１枚のシリコンウェハから取れるチップの数を増やすため、ウェハの大型化が進んでいる。径の大きいウェハを十分な空間分解能で撮像するためには、より高解像な撮像素子が必要となる。撮像素子の解像度が変わらずにウェハの径が大きくなると、一括撮像するためには受光系の撮像倍率を小さくする必要があるため、ウェハ表面での十分な空間分解能が確保できなくなってしまう。これを避けるために、より高解像な撮像素子が必要となるが、可視光からＤＵＶ光まで対応できるより高解像な撮像素子の製造を新規に行う場合、莫大な開発・製造コストの発生が避けられない。なお、可視光に対応する高解像撮像素子は存在するが、マイクロレンズアレイ等に紫外線を吸収してしまう樹脂を用いているためＤＵＶ光には対応していない。
【０００４】
一方、紫外線励起の蛍光体（または、高調波発生のための非線形光学素子）を撮像素子の直前に配置して、紫外光を可視光に変換する撮像装置が考案されている（例えば、特許文献１を参照）。これにより、可視光対応の撮像素子に紫外光に対する感度を持たせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９２３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような撮像装置では、撮像素子の直前に蛍光体等が配置されるため、散乱した蛍光光線が撮像素子における所定の画素だけではなく近隣の画素にも入射することにより、鮮明な蛍光像が得られなくなるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、紫外光を含む波長域において高解像な画像を取得可能な撮像装置および表面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的達成のため、本発明に係る撮像装置は、撮像素子と、撮像対象物からの紫外光が入射し、前記入射した前記紫外光による前記撮像対象物の像を中間像として結像させる対物レンズと、前記対物レンズにより結像した前記中間像を可視光による中間像に変換する変換部材と、前記可視光による中間像を前記撮像素子の撮像面上に結像させる結像レンズとを備えて構成される。
【０００９】
なお、上述の撮像装置において、撮像対象物からの可視光を直接受光するときに、前記変換部材および少なくとも前記結像レンズの一部を光路上から抜去して、前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させる切替機構を備えて構成されることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記切替機構は、前記対物レンズが撮像対象物からの可視光を直接受光したときに前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させるリレーレンズと、前記変換部材および前記結像レンズ、もしくは前記リレーレンズのいずれかを選んで、前記対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入する切替部材とを有し、前記切替部材は、前記撮像素子で前記撮像対象物からの紫外光に基づく像を撮像する場合に前記変換部材および前記結像レンズを前記対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入し、前記撮像素子で前記撮像対象物からの可視光に基づく像を撮像する場合に前記リレーレンズを前記対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入するように構成されることが好ましい。
【００１１】
また、前記対物レンズは、撮像対象物からの紫外光が入射する第１対物レンズと、前記第１対物レンズと協働して前記第１対物レンズに入射した前記紫外光による前記撮像対象物の像を中間像として結像させる第２対物レンズとからなり、前記切替機構は、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿抜する切替部材を有し、前記切替部材は、前記撮像素子で前記撮像対象物からの紫外光に基づく像を撮像する場合に、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上に挿入し、前記撮像素子で前記撮像対象物からの可視光に基づく像を撮像する場合に、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上から抜去するように構成され、前記第１対物レンズは、前記切替部材により、前記第２対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズが前記第１対物レンズと前記撮像素子との間の光路上から抜去された状態で、撮像対象物からの可視光を受光したときに前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させるようにしてもよい。
【００１２】
また、前記切替機構は、撮像対象物からの可視光が入射し、前記可視光による前記撮像対象物の像を前記撮像素子の撮像面上に結像させる可視光用対物レンズと、前記対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズ、もしくは前記可視光用対物レンズのいずれかを選んで、撮像対象物と前記撮像素子との間の光路上に挿入する切替部材とを有し、前記切替部材は、前記撮像素子で前記撮像対象物からの紫外光に基づく像を撮像する場合に前記対物レンズ、前記変換部材、および前記結像レンズを前記撮像対象物と前記撮像素子との間の光路上に挿入し、前記撮像素子で前記撮像対象物からの可視光に基づく像を撮像する場合に前記可視光用対物レンズを前記撮像対象物と前記撮像素子との間の光路上に挿入するように構成されてもよい。
【００１３】
また、上述の撮像装置において、前記撮像素子がマイクロレンズアレイを有して構成されることが好ましい。
【００１４】
また、上述の撮像装置において、前記変換部材は、紫外光が照射されると可視光を発生させる蛍光物質を含むことが好ましい。
【００１５】
また、上述の撮像装置において、前記変換部材および前記結像レンズを保持する鏡筒部材を備え、前記鏡筒部材の内側に、光を吸収する光吸収体が設けられていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る表面検査装置は、基板を支持するステージと、前記ステージに支持された前記基板の表面に照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記基板の表面からの反射光もしくは回折光を受光する受光部と、前記受光部により受光された前記反射光もしくは回折光による像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記像に基づいて前記基板の表面を検査する検査部とを備えた表面検査装置において、前記撮像部は、本発明に係る撮像装置から構成される。
【００１７】
なお、上述の表面検査装置において、前記照明部は、前記照明光の波長を少なくとも紫外光および可視光の波長域に選択可能な波長選択部を有して構成されることが好ましい。
【００１８】
また、上述の表面検査装置において、前記照明部は、光源からの光を前記基板の表面に向けて反射させる凹面鏡を有した物体側テレセントリック系であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、紫外光を含む波長域において高解像な画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】深紫外光用レンズを示す断面図である。
【図２】表面検査装置を示す図である。
【図３】（ａ）は受光波長切替部の平面図であり、（ｂ）は撮像部の側面図（部分断面図）である。
【図４】可視光用レンズを示す断面図である。
【図５】撮像部の第１の変形例を示す図である。
【図６】第１の変形例に係る深紫外光用レンズを示す断面図である。
【図７】筒状部材を示す断面図である。
【図８】撮像部の第２の変形例を示す図である。
【図９】第２の変形例に係る深紫外光用レンズを示す断面図である。
【図１０】第２の変形例に係る可視光用レンズを示す断面図である。
【図１１】顕微鏡装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。第１実施形態の撮像装置（撮像部）を搭載した表面検査装置を図２に示しており、この装置により被検基板である半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと称する）の表面を検査する。この表面検査装置１は、略円盤形のウェハＷを支持するステージ１０を備え、不図示の搬送装置によって搬送されてくるウェハＷは、ステージ１０の上に載置されるとともに真空吸着によって固定保持される。ステージ１０は、ウェハＷの回転対称軸（ステージ１０の中心軸）を回転軸として、ウェハＷを回転（ウェハＷの表面内での回転）可能に支持する。また、ステージ１０は、ウェハＷの表面に沿った軸を中心に、ウェハＷをチルト（傾動）させることが可能であり、照明光の入射角を調整できるようになっている。
【００２２】
表面検査装置１はさらに、ステージ１０に支持されたウェハＷの表面に照明光（深紫外光、紫外光、および可視光のいずれか）を平行光として照射する照明系２０と、照明光の照射を受けたときのウェハＷからの回折光を集光する受光系３０と、受光系３０により集光された光を受けてウェハＷの表面の像を撮像する撮像部３５と、画像処理部５０とを備えて構成される。照明系２０は、照明光を射出する照明ユニット２１と、照明ユニット２１から射出された照明光をウェハＷの表面に向けて反射させる照明側凹面鏡２５とを有して構成される。照明ユニット２１は、メタルハライドランプや水銀ランプ等の紫外光を発光可能な光源部２２と、光源部２２からの光を深紫外域（約２００〜３００ｎｍ）、近紫外域（約３００〜４００ｎｍ）、および可視域（約４００〜７５０ｎｍ）のうちいずれかの波長を有する光を選択抽出して強度を調節する調光部２３と、調光部２３からの光を照明光として照明側凹面鏡２５へ導く導光ファイバ２４とを有して構成される。
【００２３】
そして、光源部２２からの光は調光部２３を通過し、深紫外域、近紫外域、および可視域のうちいずれかの波長を有する光（すなわち、深紫外光、近紫外光、および可視光のいずれか）が照明光として導光ファイバ２４から照明側凹面鏡２５へ射出され、導光ファイバ２４から照明側凹面鏡２５へ射出された照明光は、導光ファイバ２４の射出部が照明側凹面鏡２５の焦点面に配置されているため、照明側凹面鏡２５により平行光束となってステージ１０に保持されたウェハＷの表面に照射される。すなわち、照明系２０は、物体側テレセントリック系となっている。これにより、均一な角度の照明光をウェハＷの表面に照射することができる。なお、ウェハＷに対する照明光の入射角と出射角との関係は、ステージ１０をチルト（傾動）させてウェハＷの載置角度を変化させることにより調整可能である。
【００２４】
ウェハＷの表面からの出射光（回折光）は受光系３０により集光される。受光系３０は、ステージ１０に対向して配設された受光側凹面鏡３１を主体に構成され、受光側凹面鏡３１により集光された出射光（回折光）は、撮像部３５の可視光用撮像素子３８（図１を参照）に形成された撮像面上に達し、ウェハＷの像（回折像）が結像される。
【００２５】
撮像部３５は、対物レンズ３６と、可視光用カメラ３７と、受光波長切替部４０とを有して構成される。対物レンズ３６は、前述の受光側凹面鏡３１と協働して、ウェハＷの表面からの出射光（回折光）を可視光用カメラ３７に向けて集光する。なお、対物レンズ３６は、図１に示すように単レンズであってもよく、必要に応じて、複数のレンズから構成されてもよい。可視光用カメラ３７は、図１に示すように、可視光を検出可能な可視光用撮像素子３８と、当該可視光用撮像素子３８が内蔵される筐体部３９とを有して構成され、可視光用撮像素子３８の表面に撮像面が形成される。可視光用撮像素子３８は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等といった多数の受光素子（図示せず）が配列された比較的大型（例えば、１５００×１５００画素）の固体撮像素子であり、マイクロレンズアレイおよびカラーフィルタアレイ（図示せず）を通過した光が受光素子に到達すると、光の強度に応じた光電変換を行う。このように、可視光用撮像素子３８は、撮像面上に形成されたウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理部５０に出力する。なお、可視光用撮像素子３８は、マイクロレンズアレイを有して構成されているため、紫外線を有効に検出することができない。
【００２６】
受光波長切替部４０は、図２および図３に示すように、対物レンズ３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿抜可能な深紫外光用レンズ４１と、同様に挿抜可能な近紫外光用レンズ４２と、同様に挿抜可能な可視光用レンズ４６と、これらを回転可能に保持する切替部材４９とを有して構成される。
【００２７】
深紫外光用レンズ４１は、図１に示すように、対物レンズ３６によって結像がなされる像面の位置に配置される蛍光板４３と、蛍光板４３からの光を可視光用撮像素子３８の撮像面上に集光する結像レンズ４４と、これらを保持する鏡筒部材４５とを有して構成される。蛍光板４３は、照明光の波長に応じた深紫外域の励起波長を有する蛍光体（例えば、特開２００８−２２２７６６号公報を参照）が塗布もしくは練り込まれた透明もしくは半透明の薄板状の基板であり、深紫外光が照射されると蛍光として可視光を発生させる。深紫外光用レンズ４１が対物レンズ３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入された状態で、対物レンズ３６は、受光側凹面鏡３１からの深紫外光を受けて、蛍光板４３が配置された像面（蛍光板４３の前面側）に深紫外光によるウェハＷの中間像（回折像）Ａ１を結像させる。このとき、深紫外光が蛍光板４３に達する際、蛍光板４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板４３の後面側に可視光（蛍光）による中間像Ａ２が生じる。そして、結像レンズ４４は、可視光用撮像素子３８の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００２８】
なお、鏡筒部材４５の内面には、艶消し黒色塗料等の光吸収体４５ａが塗布されている。これにより、蛍光板４３で生じた可視光（蛍光）による散乱光が光吸収体４５ａで吸収されるため、撮像面上で迷光が発生するのを防止して鮮明な画像取得が可能になる。また、結像レンズ４４は、必要に応じて、複数のレンズから構成されてもよく、単レンズであってもよい。
【００２９】
近紫外光用レンズ４２は、深紫外光用レンズ４１と同様の構成であるため、詳細な図示および説明を省略する。ただし、近紫外光用レンズ４２の蛍光板は、深紫外光用レンズ４１の蛍光板４３とは異なり、照明光の波長に応じた近紫外域の励起波長を有する蛍光体（例えば、特開２００８−２２２７６６号公報を参照）が塗布もしくは練り込まれた透明もしくは半透明の薄板状の基板であって、近紫外光が照射されると蛍光として可視光を発生させる。
【００３０】
可視光用レンズ４６は、図４に示すように、リレーレンズ系４７と、リレーレンズ系４７を保持する鏡筒部材４８とを有して構成される。可視光用レンズ４６が対物レンズ３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入された状態で、対物レンズ３６は、受光側凹面鏡３１からの可視光を受けて、前述の対物レンズ３６によって結像がなされる像面にウェハＷの中間像（回折像）を結像させる。照明光が可視光である場合、蛍光による中間像を形成する必要がないため、リレーレンズ系４７は、前述のウェハＷの中間像（回折像）をリレーして可視光用撮像素子３８の撮像面上に結像させる。なお、リレーレンズ系４７は、必要に応じて、複数のレンズから構成されてもよく、単レンズであってもよい。
【００３１】
切替部材４９は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、レボルバー型の円盤状に形成され、円周方向に沿ってそれぞれ配置された深紫外光用レンズ４１、近紫外光用レンズ４２、および可視光用レンズ４６を回転可能に保持する。切替部材４９は、図示しない回転駆動装置により、切替部材４９の回転対称軸を回転軸として回転可能に構成されており、切替部材４９の回転に応じて、深紫外光用レンズ４１、近紫外光用レンズ４２、および可視光用レンズ４６のうちいずれか一つを選択的に対物レンズ３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入できるようになっている。これにより、対物レンズ３６で受光する光（照明光）の波長に応じて、各レンズを使い分けることができる。
【００３２】
画像処理部５０は、撮像部３５の可視光用撮像素子３８から入力されたウェハＷの画像信号に基づいて、ウェハＷのデジタル画像を生成する。画像処理部５０の内部メモリ（図示せず）には、良品ウェハの画像データが予め記憶されており、画像処理部５０は、ウェハＷの画像（デジタル画像）を生成すると、ウェハＷの画像データと良品ウェハの画像データとを比較して、ウェハＷの表面における欠陥（異常）の有無を検査する。そして、画像処理部５０による検査結果およびそのときのウェハＷの画像が図示しない画像表示装置で出力表示される。
【００３３】
以上のように構成される表面検査装置１を用いて、ウェハＷの表面検査を行うには、まず、照明光の波長を決定し、切替部材４９により、照明光の波長に応じて深紫外光用レンズ４１、近紫外光用レンズ４２、および可視光用レンズ４６のうちいずれか一つを対物レンズ３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入する。具体的には、照明光の波長が深紫外域の場合には深紫外光用レンズ４１が選択され、照明光の波長が近紫外域の場合には近紫外光用レンズ４２が選択され、照明光の波長が可視域の場合には可視光用レンズ４６が選択される。
【００３４】
次に、ウェハＷの表面上における照明方向とパターンの繰り返し方向とが一致するようにステージ１０を回転させるとともに、パターンのピッチをＰとし、ウェハＷの表面に照射する照明光の波長をλとし、照明光の入射角をθ１とし、ｎ次回折光の出射角をθ２としたとき、ホイヘンスの原理より、次の（１）式を満足するように設定を行う（ステージ１０をチルトさせる）。
【００３５】
Ｐ＝ｎ×λ／｛ｓｉｎ（θ１）−ｓｉｎ（θ２）｝  …（１）
【００３６】
このように各設定を行うと、照明系２０により照明光をウェハＷの表面に照射する。このとき、照明ユニット２１における光源部２２からの光は調光部２３を通過し、深紫外域、近紫外域、および可視域のうちいずれかの波長を有する光（すなわち、深紫外光、近紫外光、および可視光のいずれか）が照明光として導光ファイバ２４から照明側凹面鏡２５へ射出され、照明側凹面鏡２５で反射した照明光が平行光束となってウェハＷの表面に照射される。ウェハＷの表面から出射された回折光は、受光系３０の受光側凹面鏡３１により集光されて撮像部３５に達する。
【００３７】
このとき、照明光の波長が深紫外域（もしくは近紫外域）の場合、深紫外光用レンズ４１（もしくは近紫外光用レンズ４２）が対物レンズ３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入されており、対物レンズ３６は、受光側凹面鏡３１からの深紫外光（もしくは近紫外光）を受けて、蛍光板４３が配置された像面（蛍光板４３の前面側）に深紫外光（もしくは近紫外光）によるウェハＷの中間像（回折像）Ａ１を結像させる。そうすると、深紫外光（もしくは近紫外光）が蛍光板４３に達する際、蛍光板４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板４３の後面側に可視光（蛍光）による中間像Ａ２が生じる。そして、結像レンズ４４は、可視光用カメラ３７の可視光用撮像素子３８の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００３８】
そこで、可視光用撮像素子３８は、結像レンズ４４により撮像面上に結像した可視光による中間像、すなわちウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理部５０に出力する。このように、ウェハＷの中間像を形成するようにすれば、撮像素子の直前に蛍光体等を配置する場合よりも大きな像によって、深紫外光（もしくは近紫外光）から可視光への変換を行うことができるため、蛍光板４３で生じた可視光（蛍光）による散乱光の（撮影像に対する）影響を小さくできることから、高い解像度を維持することができる。
【００３９】
一方、照明光の波長が可視域の場合、可視光用レンズ４６が対物レンズ３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入されており、対物レンズ３６は、受光側凹面鏡３１からの可視光を受けて、対物レンズ３６によって結像がなされる像面にウェハＷの中間像（回折像）を結像させる。リレーレンズ系４７は、このウェハＷの中間像（回折像）をリレーして可視光用撮像素子３８の撮像面上に結像させる。そこで、可視光用撮像素子３８は、リレーレンズ系４７により撮像面上に結像したウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理部５０に出力する。
【００４０】
画像処理部５０は、可視光用撮像素子３８から入力されたウェハＷの画像信号に基づいて、ウェハＷのデジタル画像を生成し、生成したウェハＷの画像データと良品ウェハの画像データとを比較して、ウェハＷの表面における欠陥（異常）の有無を検査する。そして、画像処理部５０による検査結果およびそのときのウェハＷの画像が図示しない画像表示装置で出力表示される。
【００４１】
このように、第１実施形態によれば、照明光の波長が紫外域（深紫外域もしくは近紫外域）の場合に、対物レンズ３６により結像した紫外光による中間像を蛍光板４３によって可視光（蛍光）による中間像に変換し、この可視光による中間像を結像レンズ４４によって可視光用撮像素子３８の撮像面上に結像させるため、前述のように高い解像度を維持できることから、紫外光を含む波長域において高解像な画像を取得することが可能になる。
【００４２】
なお、第１実施形態の表面検査装置１において、撮像部３５の構成は、上述に限られるものではない。そこでまず、撮像部の第１の変形例について図５〜図７を参照しながら説明する。第１の変形例に係る撮像部２３５は、図５（ｂ）に示すように、第１対物レンズ２３６と、可視光用カメラ３７と、受光波長切替部２４０とを有して構成される。可視光用カメラ３７は、上述の第１実施形態における可視光用カメラ３７と同様の構成であり、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
第１対物レンズ２３６は、前述の受光側凹面鏡３１と協働して、ウェハＷの表面からの出射光（回折光）を可視光用カメラ３７に向けて集光する。受光波長切替部２４０は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿抜可能な深紫外光用レンズ２４１と、同様に挿抜可能な近紫外光用レンズ２４２と、同様に挿抜可能な筒状部材２４６と、これらを回転可能に保持する切替部材２４９とを有して構成される。
【００４４】
深紫外光用レンズ２４１は、図６に示すように、第１対物レンズ２３６と協働して第１対物レンズ２３６で受光された深紫外線によるウェハＷの中間像（回折像）を結像させる第２対物レンズ２３７と、第１対物レンズ２３６および第２対物レンズ２３７によって結像がなされる像面の位置に配置される蛍光板２４３と、蛍光板２４３からの光を可視光用撮像素子３８の撮像面上に集光する結像レンズ２４４と、これらを保持する鏡筒部材２４５とを有して構成される。蛍光板２４３は、上述の第１実施形態における蛍光板４３と同様の構成である。深紫外光用レンズ２４１が第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入された状態で、第１対物レンズ２３６および第２対物レンズ２３７は、受光側凹面鏡３１からの深紫外光を受けて、蛍光板２４３が配置された像面（蛍光板２４３の前面側）に深紫外光によるウェハＷの中間像（回折像）Ａ３を結像させる。このとき、深紫外光が蛍光板２４３に達する際、蛍光板２４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板２４３の後面側に可視光（蛍光）による中間像Ａ４が生じる。そして、結像レンズ２４４は、可視光用撮像素子３８の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００４５】
なお、蛍光板２４３からの可視光（蛍光）が通る鏡筒部材２４５の内面には、上述の第１実施形態の場合と同様に、艶消し黒色塗料等の光吸収体２４５ａが塗布されている。また、結像レンズ２４４は、必要に応じて、複数のレンズから構成されてもよく、単レンズであってもよい。
【００４６】
近紫外光用レンズ２４２は、深紫外光用レンズ２４１と同様の構成であるため、詳細な図示および説明を省略する。なお、近紫外光用レンズ２４２の蛍光板は、上述の第１実施形態における近紫外光用レンズ４２の蛍光板と同様の構成であり、近紫外光が照射されると蛍光として可視光を発生させる。
【００４７】
筒状部材２４６は、図７に示すように、第１対物レンズ２３６からの光をそのまま可視光用カメラ３７へ通過させる。そして、筒状部材２４６が第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入されて、第２対物レンズ２３７、蛍光板２４３、および結像レンズ２４４が第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上から抜去された状態で、第１対物レンズ２３６は、受光側凹面鏡３１からの可視光を受けて、可視光用撮像素子３８の撮像面上にウェハＷの像（回折像）を結像させるようになっている。
【００４８】
切替部材２４９は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、レボルバー型の円盤状に形成され、円周方向に沿ってそれぞれ配置された深紫外光用レンズ２４１、近紫外光用レンズ２４２、および筒状部材２４６を回転可能に保持する。切替部材２４９は、図示しない回転駆動装置により、切替部材２４９の回転対称軸を回転軸として回転可能に構成されており、切替部材２４９の回転に応じて、深紫外光用レンズ２４１、近紫外光用レンズ２４２、および筒状部材２４６のうちいずれか一つを選択的に第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入できるようになっている。これにより、第１対物レンズ２３６で受光する光（照明光）の波長に応じて、各レンズを使い分けることができる。
【００４９】
以上のように構成される撮像部２３５では、ウェハＷの表面検査を行う際、切替部材２４９により、照明光の波長に応じて深紫外光用レンズ２４１、近紫外光用レンズ２４２、および筒状部材２４６のうちいずれか一つを第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入する。具体的には、照明光の波長が深紫外域の場合には深紫外光用レンズ２４１が選択され、照明光の波長が近紫外域の場合には近紫外光用レンズ２４２が選択され、照明光の波長が可視域の場合には筒状部材２４６が選択される。
【００５０】
照明光が照射されてウェハＷの表面から出射された回折光は、受光系３０の受光側凹面鏡３１により集光されて撮像部２３５に達する。このとき、照明光の波長が深紫外域（もしくは近紫外域）の場合、深紫外光用レンズ２４１（もしくは近紫外光用レンズ２４２）が第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入されており、第１対物レンズ２３６および第２対物レンズ２３７は、受光側凹面鏡３１からの深紫外光（もしくは近紫外光）を受けて、蛍光板２４３が配置された像面（蛍光板２４３の前面側）に深紫外光（もしくは近紫外光）によるウェハＷの中間像（回折像）Ａ３を結像させる。そうすると、深紫外光（もしくは近紫外光）が蛍光板２４３に達する際、蛍光板２４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板２４３の後面側に可視光（蛍光）による中間像Ａ４が生じる。そして、結像レンズ２４４は、可視光用撮像素子３８の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００５１】
そこで、可視光用撮像素子３８は、結像レンズ２４４により撮像面上に結像した可視光による中間像、すなわちウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理部５０に出力する。このようにすれば、上述の第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
一方、照明光の波長が可視域の場合、筒状部材２４６が第１対物レンズ２３６と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入されており、第１対物レンズ２３６は、受光側凹面鏡３１からの可視光を受けて、可視光用撮像素子３８の撮像面上にウェハＷの像（回折像）を結像させる。そこで、可視光用撮像素子３８は、第１対物レンズ２３６により撮像面上に結像したウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理部５０に出力する。
【００５３】
続いて、撮像部の第２の変形例について図８〜図１０を参照しながら説明する。第２の変形例に係る撮像部３３５は、図８（ｂ）に示すように、可視光用カメラ３７と、受光波長切替部３４０とを有して構成される。可視光用カメラ３７は、上述の第１実施形態における可視光用カメラ３７と同様の構成であり、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。受光波長切替部３４０は、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、受光側凹面鏡３１と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿抜可能な深紫外光用レンズ３４１と、同様に挿抜可能な近紫外光用レンズ３４２と、同様に挿抜可能な可視光用レンズ３４６と、これらを回転可能に保持する切替部材３４９とを有して構成される。
【００５４】
深紫外光用レンズ３４１は、図９に示すように、受光側凹面鏡３１と協働して深紫外線によるウェハＷの中間像（回折像）を結像させる紫外光用対物レンズ３３６と、紫外光用対物レンズ３３６によって結像がなされる像面の位置に配置される蛍光板３４３と、蛍光板３４３からの光を可視光用撮像素子３８の撮像面上に集光する結像レンズ３４４と、これらを保持する鏡筒部材３４５とを有して構成される。蛍光板３４３は、上述の第１実施形態における蛍光板４３と同様の構成である。深紫外光用レンズ３４１が受光側凹面鏡３１と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入された状態で、紫外光用対物レンズ３３６は、受光側凹面鏡３１からの深紫外光を受けて、蛍光板３４３が配置された像面（蛍光板３４３の前面側）に深紫外光によるウェハＷの中間像（回折像）Ａ５を結像させる。このとき、深紫外光が蛍光板３４３に達する際、蛍光板３４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板３４３の後面側に可視光（蛍光）による中間像Ａ６が生じる。そして、結像レンズ３４４は、可視光用撮像素子３８の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００５５】
なお、蛍光板３４３からの可視光（蛍光）が通る鏡筒部材３４５の内面には、上述の第１実施形態の場合と同様に、艶消し黒色塗料等の光吸収体３４５ａが塗布されている。また、結像レンズ３４４は、必要に応じて、複数のレンズから構成されてもよく、単レンズであってもよい。
【００５６】
近紫外光用レンズ３４２は、深紫外光用レンズ３４１と同様の構成であるため、詳細な図示および説明を省略する。なお、近紫外光用レンズ３４２の蛍光板は、上述の第１実施形態における近紫外光用レンズ４２の蛍光板と同様の構成であり、近紫外光が照射されると蛍光として可視光を発生させる。
【００５７】
可視光用レンズ３４６は、図１０に示すように、可視光用対物レンズ３４７と、可視光用対物レンズ３４７を保持する鏡筒部材３４８とを有して構成される。可視光用レンズ３４６が受光側凹面鏡３１と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入された状態で、可視光用対物レンズ３４７は、受光側凹面鏡３１からの可視光を受けて、可視光用撮像素子３８の撮像面上にウェハＷの像（回折像）を結像させる。
【００５８】
切替部材３４９は、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、レボルバー型の円盤状に形成され、円周方向に沿ってそれぞれ配置された深紫外光用レンズ３４１、近紫外光用レンズ３４２、および可視光用レンズ３４６を回転可能に保持する。切替部材３４９は、図示しない回転駆動装置により、切替部材３４９の回転対称軸を回転軸として回転可能に構成されており、切替部材３４９の回転に応じて、深紫外光用レンズ３４１、近紫外光用レンズ３４２、および可視光用レンズ３４６のうちいずれか一つを選択的に受光側凹面鏡３１と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入できるようになっている。これにより、受光する光（照明光）の波長に応じて、各レンズを使い分けることができる。
【００５９】
以上のように構成される撮像部３３５では、ウェハＷの表面検査を行う際、切替部材３４９により、照明光の波長に応じて深紫外光用レンズ３４１、近紫外光用レンズ３４２、および可視光用レンズ３４６のうちいずれか一つを受光側凹面鏡３１と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入する。具体的には、照明光の波長が深紫外域の場合には深紫外光用レンズ３４１が選択され、照明光の波長が近紫外域の場合には近紫外光用レンズ３４２が選択され、照明光の波長が可視域の場合には可視光用レンズ３４６が選択される。
【００６０】
照明光が照射されてウェハＷの表面から出射された回折光は、受光系３０の受光側凹面鏡３１により集光されて撮像部３３５に達する。このとき、照明光の波長が深紫外域（もしくは近紫外域）の場合、深紫外光用レンズ３４１（もしくは近紫外光用レンズ３４２）が受光側凹面鏡３１と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入されており、紫外光用対物レンズ３３６は、受光側凹面鏡３１からの深紫外光（もしくは近紫外光）を受けて、蛍光板３４３が配置された像面（蛍光板３４３の前面側）に深紫外光（もしくは近紫外光）によるウェハＷの中間像（回折像）Ａ５を結像させる。そうすると、深紫外光（もしくは近紫外光）が蛍光板３４３に達する際、蛍光板３４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板３４３の後面側に可視光（蛍光）による中間像Ａ６が生じる。そして、結像レンズ３４４は、可視光用撮像素子３８の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００６１】
そこで、可視光用撮像素子３８は、結像レンズ３４４により撮像面上に結像した可視光による中間像、すなわちウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理部５０に出力する。このようにすれば、上述の第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
一方、照明光の波長が可視域の場合、可視光用レンズ３４６が受光側凹面鏡３１と可視光用カメラ３７との間の光路上に挿入されており、可視光用対物レンズ３４７は、受光側凹面鏡３１からの可視光を受けて、可視光用撮像素子３８の撮像面上にウェハＷの像（回折像）を結像させる。そこで、可視光用撮像素子３８は、可視光用対物レンズ３４７により撮像面上に結像したウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理部５０に出力する。
【００６３】
次に、第２実施形態の撮像装置（観察系）を搭載した顕微鏡装置について説明する。この顕微鏡装置１００は、図１１に示すように、ウェハＷを支持するＸＹＺステージ１１０と、ＸＹＺステージ１１０に支持されたウェハＷの表面に照明光を照射する照明系１２０と、照明光が照射されたウェハＷを観察するための観察系１３０と、信号処理部１５０および制御部１５１とを主体に構成される。ＸＹＺステージ１１０は、駆動部１５４により、ウェハＷを水平方向および上下方向（ＸＹＺ方向）に移動可能に支持する。
【００６４】
照明系１２０は、光源１２１と、波長選択フィルタ１２２と、コレクタレンズ１２３と、開口絞り１２４と、視野絞り１２５と、コンデンサレンズ１２６とを有して構成された、いわゆるケーラー照明である。観察系１３０は、第１対物レンズ１３１と、第１ハーフミラー１３２と、第２対物レンズ１３３と、第２ハーフミラー１３４と、接眼レンズ１３５と、受光波長切替部１４０と、可視光用カメラ１３６とを有して構成される。
【００６５】
光源１２１から射出された光は、波長選択フィルタ１２２を透過して、紫外域（約２００〜４００ｎｍ）もしくは可視域（約４００〜７５０ｎｍ）のうちいずれかの波長を有する照明光（すなわち、紫外光もしくは可視光のいずれか）となり、コレクタレンズ１２３、開口絞り１２４、視野絞り１２５、およびコンデンサレンズ１２６を通過して、照明光の一部が第１ハーフミラー１３２で反射する。第１ハーフミラー１３２で反射した照明光は、第１対物レンズ１３１を透過してＸＹＺステージ１１０に支持されたウェハＷの表面（所定の観察範囲）に照射される。
【００６６】
照明光の照射によるウェハＷの表面からの反射光は、再び第１対物レンズ１３１を透過し、さらにその一部が第１ハーフミラー１３２および第２対物レンズ１３３を透過して、第２ハーフミラー１３４に達する。第２ハーフミラー１３４で反射したウェハＷからの光は、接眼レンズ１３５を透過し、観察者が接眼レンズ１３５を介してウェハＷの表面を観察することが可能である。一方、第２ハーフミラー１３４を透過したウェハＷからの光は、受光波長切替部１４０に達する。なお、可視光用カメラ１３６は、第１実施形態の場合と同様の構成であり、詳細な図示および説明を省略する。すなわち、可視光用カメラ１３６に構成される可視光用撮像素子（図示せず）は、撮像面上に形成されたウェハＷの表面の像（観察像）を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を信号処理部１５０に出力する。
【００６７】
受光波長切替部１４０は、第２ハーフミラー１３４と可視光用カメラ１３６との間の光路上に挿抜可能な紫外光用レンズ１４１と、同様に挿抜可能な可視光用レンズ１４６と、これらを回転可能に保持する切替部材（図示せず）とを有して構成される。
【００６８】
紫外光用レンズ１４１は、第１および第２対物レンズ１３１，１３３によって結像がなされる像面の位置に配置される蛍光板１４３と、蛍光板１４３からの光を可視光用カメラ１３６における可視光用撮像素子（図示せず）の撮像面上に集光する結像レンズ１４４と、これらを保持する鏡筒部材（図示せず）とを有して構成される。蛍光板１４３は、照明光の波長に応じた紫外域の励起波長を有する蛍光体（例えば、特開２００８−２２２７６６号公報を参照）が塗布もしくは練り込まれた透明もしくは半透明の基板であり、紫外光が照射されると蛍光として可視光を発生させる。紫外光用レンズ１４１が第２ハーフミラー１３４と可視光用カメラ１３６との間の光路上に挿入された状態で、第１および第２対物レンズ１３１，１３３は、ウェハＷの表面からの反射光（紫外光）を受けて、蛍光板１４３が配置された像面（蛍光板１４３の物体側）に紫外光によるウェハＷの中間像（観察像）を結像させる。このとき、紫外光が蛍光板１４３に達する際、蛍光板１４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板１４３の像側に可視光（蛍光）による中間像が生じる。そして、結像レンズ１４４は、可視光用撮像素子（図示せず）の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００６９】
可視光用レンズ１４６は、リレーレンズ１４７と、リレーレンズ１４７を保持する鏡筒部材（図示せず）とを有して構成される。可視光用レンズ１４６が第２ハーフミラー１３４と可視光用カメラ１３６との間の光路上に挿入された状態で、第１および第２対物レンズ１３１，１３３は、ウェハＷの表面からの反射光（可視光）を受けて、前述の第１および第２対物レンズ１３１，１３３によって結像がなされる像面にウェハＷの中間像（観察像）を結像させる。照明光が可視光である場合、蛍光による中間像を形成する必要がないため、リレーレンズ１４７は、前述のウェハＷの中間像（観察像）をリレーして可視光用カメラ１３６における可視光用撮像素子（図示せず）の撮像面上に結像させる。
【００７０】
紫外光用レンズ１４１および可視光用レンズ１４６はそれぞれ、第１実施形態の場合と同様のレボルバー型に構成された切替部材（図示せず）によって回転可能に保持され、この切替部材の回転に応じて、紫外光用レンズ１４１もしくは可視光用レンズ１４６のうちいずれか一つを選択的に第２ハーフミラー１３４と可視光用カメラ１３６との間の光路上に挿入できるようになっている。これにより、対物レンズ１３１で受光する光（照明光）の波長に応じて、各レンズを使い分けることができる。
【００７１】
信号処理部１５０は、可視光用カメラ１３６の可視光用撮像素子（図示せず）から入力されたウェハＷの画像信号に基づいて、ウェハＷのデジタル画像を生成する。信号処理部１５０により生成されたウェハＷの画像は、制御装置１５１を介して画像表示装置１５２で出力表示される。制御装置１５１は、受光波長切替部１４０、信号処理部１５０、画像表示装置１５２、および駆動部１５４とそれぞれ電気的に接続されており、各装置の作動を制御する。また、制御装置１５１は、キーボードや操作ボタン等から構成された入力部１５３と電気的に接続されており、観察者の入力操作による入力部１５３からの入力信号に基づいて各装置の作動を制御することも可能である。
【００７２】
以上のように構成される顕微鏡装置１００を用いて、ウェハＷの表面を観察するには、まず、制御装置１５１の制御により、波長選択フィルタ１２２の切替作動によって照明光の波長を決定し、図示しない切替部材を作動させて、照明光の波長に応じて紫外光用レンズ１４１もしくは可視光用レンズ１４６のうちいずれか一つを第２ハーフミラー１３４と可視光用カメラ１３６との間の光路上に挿入する。具体的には、照明光の波長が紫外域の場合には紫外光用レンズ１４１が選択され、照明光の波長が可視域の場合には可視光用レンズ１４６が選択される。なお、図１１には、紫外光用レンズ１４１および可視光用レンズ１４６の２つのレンズを記載しているが、実際には、波長選択フィルタ１２２で選択可能な照明波長の種類（例えば、図１１の例において４種類）に応じた分の数だけ、紫外光用レンズまたは可視光用レンズが用意される。
【００７３】
次に、制御装置１５１の制御により駆動部１５４を作動させ、ウェハＷの表面における所定の観察範囲を観察できるようにＸＹＺステージ１１０を駆動する。
【００７４】
このように各設定を行うと、照明系１２０により照明光をウェハＷの表面に照射する。このとき、光源１２１から射出された光は、波長選択フィルタ１２２を透過して、紫外域もしくは可視域のうちいずれかの波長を有する照明光（すなわち、紫外光もしくは可視光のいずれか）となり、コレクタレンズ１２３、開口絞り１２４、視野絞り１２５、およびコンデンサレンズ１２６を通過して、照明光の一部が第１ハーフミラー１３２で反射する。第１ハーフミラー１３２で反射した照明光は、第１対物レンズ１３１を透過してＸＹＺステージ１１０に支持されたウェハＷの表面（所定の観察範囲）に照射される。
【００７５】
照明光の照射によるウェハＷの表面からの反射光は、再び第１対物レンズ１３１を透過し、さらにその一部が第１ハーフミラー１３２および第２対物レンズ１３３を透過して、第２ハーフミラー１３４に達する。第２ハーフミラー１３４で反射したウェハＷからの光は、接眼レンズ１３５を透過し、観察者が接眼レンズ１３５を介してウェハＷの表面を観察することが可能である。一方、第２ハーフミラー１３４を透過したウェハＷからの光は、受光波長切替部１４０に達する。
【００７６】
このとき、照明光の波長が紫外域の場合、紫外光用レンズ１４１が第２ハーフミラー１３４と可視光用カメラ１３６との間の光路上に挿入されており、第１および第２対物レンズ１３１，１３３は、ウェハＷの表面からの反射光（紫外光）を受けて、蛍光板１４３が配置された像面（蛍光板１４３の物体側）に紫外光によるウェハＷの中間像（観察像）を結像させる。そうすると、紫外光が蛍光板１４３に達する際、蛍光板１４３から可視光（蛍光）が発生するため、蛍光板１４３の像側に可視光（蛍光）による中間像が生じる。そして、結像レンズ１４４は、可視光用カメラ１３６における可視光用撮像素子（図示せず）の撮像面上に可視光（蛍光）による中間像を結像させる。
【００７７】
そこで、可視光用撮像素子（図示せず）は、結像レンズ１４４により撮像面上に結像した可視光による中間像、すなわちウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を信号処理部１５０に出力する。このように、ウェハＷの中間像を形成するようにすれば、第１実施形態の場合と同様に、高い解像度を維持することができる。
【００７８】
一方、照明光の波長が可視域の場合、可視光用レンズ１４６が第２ハーフミラー１３４と可視光用カメラ１３６との間の光路上に挿入されており、第１および第２対物レンズ１３１，１３３は、ウェハＷの表面からの反射光（可視光）を受けて、第１および第２対物レンズ１３１，１３３によって結像がなされる像面にウェハＷの中間像（観察像）を結像させる。リレーレンズ１４７は、このウェハＷの中間像（観察像）をリレーして可視光用カメラ１３６における可視光用撮像素子（図示せず）の撮像面上に結像させる。そこで、可視光用撮像素子（図示せず）は、リレーレンズ１４７により撮像面上に結像したウェハＷの表面の像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を信号処理部１５０に出力する。
【００７９】
信号処理部１５０は、可視光用カメラ１３６の可視光用撮像素子（図示せず）から入力されたウェハＷの画像信号に基づいて、ウェハＷのデジタル画像を生成する。そして、信号処理部１５０により生成されたウェハＷの画像は、制御装置１５１を介して画像表示装置１５２で出力表示される。このように、第２実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
なお、上述の第２実施形態において、受光波長切替部１４０の構成は、上述に限られるものではない。例えば、第１および第２対物レンズ１３１，１３３によって可視光用撮像素子（図示せず）の撮像面上にウェハＷの像（観察像）を結像させることができれば、受光波長切替部１４０の構成を、前述した第１の変形例における受光波長切替部２４０と同様の構成とすることができる。
【００８１】
また、上述の第１実施形態において、ウェハＷの表面で生じた回折光を利用してウェハＷの表面を検査しているが、これに限られるものではなく、ウェハＷの表面で生じた正反射光（０次回折光）を利用してウェハＷの表面を検査するようにしてもよい。
【００８２】
また、上述の各実施形態において、ウェハＷの表面を検査もしくは観察しているが、これに限られるものではなく、例えば、ガラス基板の表面を検査もしくは観察することも可能である。また、上述の各実施形態において、蛍光板を透過して得られる可視光（蛍光）による中間像を撮像しているが、これに限られるものではなく、蛍光体で反射して得られる可視光（蛍光）による中間像を撮像するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
Ｗ  ウェハ
１  表面検査装置（第１実施形態）      １０  ステージ
２０  照明系（照明部）                  ２５  照明側凹面鏡
３０  受光系（受光部）                  ３１  受光側凹面鏡
３５  撮像部（撮像装置）                ３６  対物レンズ
３７  可視光用カメラ                    ３８  可視光用撮像素子
４０  受光波長切替部（切替機構）
４１  深紫外光用レンズ                  ４２  近紫外光用レンズ
４３  蛍光板（変換部材）                ４４  結像レンズ
４５  鏡筒部材（４５ａ  光吸収体）
４６  可視光用レンズ                    ４７  リレーレンズ系
４８  鏡筒部材                          ４９  切替部材
５０  画像処理部（検査部）
１００  顕微鏡装置（第２実施形態）      １３０  観察系（撮像装置）
１３１  第１対物レンズ                  １３３  第２対物レンズ
１３６  可視光用カメラ（可視光用撮像素子）
１４０  受光波長切替部
１４１  紫外光用レンズ                  １４３  蛍光板（変換部材）
１４４  結像レンズ
１４６  可視光用レンズ                  １４７  リレーレンズ
２３５  撮像部（第１の変形例）          ２３６  第１対物レンズ
２３７  第２対物レンズ
２４０  受光波長切替部（切替機構）
２４１  深紫外光用レンズ                ２４２  近紫外光用レンズ
２４３  蛍光板（変換部材）              ２４４  結像レンズ
２４５  鏡筒部材（２４５ａ  光吸収体）
２４６  筒状部材                        ２４９  切替部材
３３５  撮像部（第２の変形例）          ３３６  紫外光用対物レンズ
３４０  受光波長切替部（切替機構）
３４１  深紫外光用レンズ                ３４２  近紫外光用レンズ
３４３  蛍光板（変換部材）              ３４４  結像レンズ
３４５  鏡筒部材（３４５ａ  光吸収体）
３４６  可視光用レンズ                  ３４７  可視光用対物レンズ
３４９  切替部材
【図１】
2010190776.tif 000003
【図２】
2010190776.tif 000004
【図３】
2010190776.tif 000005
【図４】
2010190776.tif 000006
【図５】
2010190776.tif 000007
【図６】
2010190776.tif 000008
【図７】
2010190776.tif 000009
【図８】
2010190776.tif 000010
【図９】
2010190776.tif 000011
【図１０】
2010190776.tif 000012
【図１１】
2010190776.tif 000013